Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 13233-2:2020 (ISO 18646-2:2019) về Rô bốt học - Đặc tính và các phép thử có liên quan đến rô bốt dịch vụ - Phần 2: Điều khiển dẫn đường

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 13233-2:2020

ISO 18646-2:2019

RÔ BỐT HỌC - ĐẶC TÍNH VÀ CÁC PHÉP THỬ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN RÔ BỐT DỊCH VỤ - PHẦN 2: ĐIỀU KHIỂN DẪN ĐƯỜNG

Robotics - Performance criteria and related test methods for service robots - Part 2: Navigation

Lời nói đầu

TCVN 13233-2:2020 hoàn toàn tương đương ISO 18646-2:2019

TCVN 13233-2:2020 do Ban kỹ thuật tiêu chuẩn quốc gia TCVN/TC 299, Robot biên soạn, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng đề nghị, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Bộ tiêu chuẩn TCVN 13233 (ISO 18646), Rô bốt học - Đặc tính và các phép thử có liên quan đến rô bốt dịch vụ bao gồm các phần sau:

- TCVN 13233-1:2020 (ISO 18646-1:2016), Phần 1: Di động của rô bốt bánh xe.

- TCVN 13233-2:2020 (ISO 18646-2:2019), Phần 2: Điều khiển dẫn đường.

RÔ BỐT HỌC - ĐẶC TÍNH VÀ CÁC PHÉP THỬ CÓ LIÊN QUAN ĐẾN RÔ BỐT DỊCH VỤ - PHẦN 2: ĐIỀU KHIỂN DẪN ĐƯỜNG

Robotics - Performance criteria and related test methods for service robots - Part 2: Navigation

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này mô tả các phương pháp quy định và đánh giá đặc tính điều khiển dẫn đường của các rô bốt dịch vụ di động. Đặc tính điều khiển dẫn đường trong tiêu chuẩn này được xác định bằng độ chính xác và độ chính xác lặp lại của tư thế cũng như khả năng phát hiện và tránh các vật cản. Có các phép đo khác đối với đặc tính điều khiển dẫn đường nhưng không được đề cập trong tiêu chuẩn này.

Các tiêu chí và các phép thử liên quan chỉ có thể áp dụng cho các sàn di động tiếp xúc với bề mặt di chuyển. Để đánh giá các đặc tính của tay máy, áp dụng ISO 9283.

Tiêu chuẩn này chỉ áp dụng cho các môi trường trong nhà. Tuy nhiên, các phép thử đã mô tả cũng có thể áp dụng được cho các rô bốt hoạt động trong các môi trường bên ngoài nhà như trong Phụ lục A.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho kiểm tra xác nhận hoặc phê chuẩn các yêu cầu về an toàn. Các yêu cầu an toàn cho các nhân viên thử nghiệm trong quá trình thử không đề cập trong tiêu chuẩn này.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì chỉ áp dụng phiên bản đã nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, nếu có.

ISO 7176-13, Wheelchairs - Part 13, Determination of coefficient of friction of test surfaces (Xe lăn - Phần 13: Xác định hệ số ma sát của các bề mặt thử).

TCVN 13228:2020 (ISO 8373: 2012), Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Từ vựng.

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Tiêu chuẩn này áp dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau:

3.1

Rô bốt (robot)

Cơ cấu dẫn động được lập trình có một mức tự động di chuyển nhất định trong môi trường của nó để thực hiện các tác vụ đã dự định.

CHÚ THÍCH 1: Một rô bốt bao gồm hệ thống điều khiển và giao diện của hệ thống điều khiển.

CHÚ THÍCH 2: Sự phân loại rô bốt thành rô bốt công nghiệp hoặc rô bốt dịch vụ (3.4) được thực hiện theo các ứng dụng của rô bốt.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373: 2012), 2.6 đã sửa đổi - Cụm từ “cơ cấu dẫn động khả lập trình trên hai hoặc nhiều trục” đã được thay thế bằng cụm từ "cơ cấu dẫn động được lập trình"].

3.2

Rô bốt di động (mobile robot)

Rô bốt (3.1) có thể di chuyển dưới sự tự điều khiển của bản thân rô bốt.

CHÚ THÍCH: Rô bốt di động có thể là một sàn di động (3.3) có hoặc không có các tay máy.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 2.13]

3.3

Sàn di động (mobile platform)

Bộ phận gồm tất cả các thành phần của rô bốt di động (3.2) có thể di động được.

CHÚ THÍCH 1: Một sàn di động có thể bao gồm khung gầm dùng để đỡ tải trọng (3.6)

CHÚ THÍCH 2: Vì có thể có sự nhầm lẫn với thuật ngữ “bệ” cho nên không nên dùng thuật ngữ “bệ di động” để mô tả sàn di động.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 3.18]

3.4

Rô bốt dịch vụ (service robot)

Rô bốt (3.1) thực hiện các tác vụ có ích cho con người hoặc thiết bị ngoại vi từ các ứng dụng của kỹ thuật tự động trong công nghiệp.

CHÚ THÍCH 1: Ứng dụng của kỹ thuật tự động trong công nghiệp bao gồm nhưng không bị hạn chế đối với chế tạo, kiểm tra, bao gói và lắp ráp.

CHÚ THÍCH 2: Trong khi các rô bốt nối bằng khớp dùng trong các dây chuyền sản xuất là các rô bốt công nghiệp thì các rô bốt nối bằng khớp tương tự dùng cho phục vụ thực phẩm là các rô bốt dịch vụ.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373: 2012), 2.10]

3.5

Điều khiển dẫn đường (navigation)

Quyết định và điều khiển hướng di chuyển thu được từ vẽ bản đồ định vị và môi trường.

CHÚ THÍCH: Điều khiển dẫn đường có thể bao gồm qui hoạch quỹ đạo (3.14) cho di chuyển tư thế - tư thế (pose - pose) và quét toàn bộ bề mặt.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 7.6].

3.6

Tải trọng (load)

Lực và/hoặc momen lực tại mặt lắp ghép cơ khí hoặc sàn di động (3.3) tác động dọc theo các chiều chuyển động khác nhau trong các điều kiện quy định của vận tốc và gia tốc.

CHÚ THÍCH: Tải trọng là một hàm số của khối lượng, momen quán tính và các lực tĩnh và động mà rô bốt phải chịu tác dụng.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 6.2.1].

3.7

Tải trọng định mức (rated load)

Tải trọng lớn nhất (3.6) có thể tác dụng lên mặt lắp ghép cơ khí hoặc sàn di động (3.3) trong điều kiện làm việc bình thường (3.9) mà không có sự suy giảm của bất cứ tiêu chí đặc tính nào.

CHÚ THÍCH: Tải trọng định mức bao gồm các hiệu ứng quán tính của cơ cấu tác động đầu mút, các đồ gá lắp và chi tiết gia công, nếu thích hợp.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012). 6.2.2].

3.8

Vận tốc định mức (rated speed)

Vận tốc lớn nhất của sàn di động (3.3) chịu tải trọng định mức (3.7) trong điều kiện làm việc bình thường (3.9)

[Nguồn: TCVN 13233-1:2020 (ISO 18646-1: 2016), 3.11].

3.9

Điều kiện làm việc bình thường (normal operating conditions)

Phạm vi các điều kiện về môi trường và các thông số khác có thể ảnh hưởng đến đặc tính của rô bốt (như tính không ổn định của nguồn cung cấp điện, các trường điện từ) trong đó đặc tính của rô bốt (3.1) do nhà sản xuất quy định có hiệu lực.

CHÚ THÍCH: Các điều kiện môi trường bao gồm, ví dụ nhiệt độ và độ ẩm.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373: 2012), 6.1].

3.10

Chương trình tác vụ (task program)

Tập hợp lệnh về chuyển động và các chức năng phụ xác định tác vụ riêng đã dự định của rô bốt (3.1) hoặc hệ thống rô bốt.

CHÚ THÍCH 1: Loại chương trình này phát sinh sau khi lắp đặt rô bốt và có thể được sửa đổi bởi người được đào tạo trong các điều kiện xác định.

CHÚ THÍCH 2: Một ứng dụng là một phạm vi làm việc chung; một tác vụ là đặc trưng trong phạm vi ứng dụng.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 5.11].

3.11

Tư thế (pose)

Tổ hợp của vị trí và định hướng trong không gian.

CHÚ THÍCH 1: Tư thế đối với tay máy thường có liên quan đến vị trí và sự định hướng của cơ cấu tác động đầu mút hoặc mặt lắp ghép cơ khí.

CHÚ THÍCH 2: Tư thế đối với một rô bốt di động (3.2) bao gồm một tập hợp các tư thế của sàn di động (3.3) và bất cứ tay máy nào gắn liền với sàn di động đối với hệ tọa độ phân xưởng.

CHÚ THÍCH 3: Đối với các rô bốt di động tiếp xúc một bề mặt phẳng, sự định hướng thường là một góc vô hướng xung quanh pháp tuyến với bề mặt phẳng đối với một hướng chuẩn.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 4.5 đã sửa đổi - Chú thích 3 đã được bổ sung thêm].

3.12

Tư thế điều khiển (command pose)

Tư thế được lập trình (programmed pose)

Tư thế (3.11) do chương trình tác vụ (3.10) quy định.

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 4.5.1].

3.13

Tư thế đạt tới (attained pose)

tư thế (3.11) rô bốt (3.1) đạt được tương ứng với tư thế điều khiển (3.12)

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 4.5.2].

3.14

Quỹ đạo (path)

Tập hợp có trình tự của các tư thế (3.11)

[Nguồn: TCVN 13228:2020 (ISO 8373:2012), 4.5.4].

3.15

Nhóm (cluster)

Tập hợp các điểm đo được dùng để tính toán độ chính xác và có đặc tính lặp lại.

[Nguồn: ISO 9283:1998, 3.1 đã sửa đổi].

3.16

Trọng tâm (barycentre)

Điểm có tọa độ là các giá trị trung bình của một nhóm (3.15) các điểm.

CHÚ THÍCH: Đối với một nhóm có n điểm được xác định bởi các tọa độ của chúng (x_j - y_j - z_j), trọng tâm của nhóm các điểm này được tính toán như sau:

[Nguồn: ISO 9283:1998, 3.2 đã sửa đổi].

4  Điều kiện thử

4.1  Yêu cầu chung

Rô bốt phải được lắp ráp hoàn thiện, được nạp điện đầy đủ và vận hành dựa trên điều kiện kỹ thuật của nhà sản xuất. Tất cả các phép thử tự chẩn đoán phải được thỏa mãn hoàn toàn. Cần có sự phòng ngừa thích hợp để bảo vệ các nhân viên trong quá trình thử.

Phải tiến hành các phép thử trước khi chuẩn bị cho vận hành theo quy định của nhà sản xuất. Các quá trình chuẩn bị này phải được báo cáo trong báo cáo thử.

Tất cả các điều kiện quy định trong Điều 4 cần được thỏa mãn cho các phép thử mô tả trong tiêu chuẩn này trừ khi có quy định khác trong các điều riêng.

Mỗi phép thử mô tả trong mỗi điều của tiêu chuẩn này có thể có các cấu hình thử khác nhau đòi hỏi phải có các qui trình thử tách biệt. Đối với mỗi cấu hình thử cần tiến hành nhiều thử nghiệm nếu được quy định trong qui trình thử.

4.2  Điều kiện môi trường

Cần duy trì các điều kiện môi trường trong nhà điển hình sau trong tất cả các phép thử:

- nhiệt độ môi trường: 10°C đến 30°C

- độ ẩm tương đối: 0% đến 80%

- độ chiếu sáng: 100lux đến 1000lux

Các điều kiện môi trường phải được công bố trong báo cáo thử. Nhà sản xuất có thể quy định các điều kiện môi trường vượt ra ngoài các phạm vi này (xem Phụ lục A).

CHÚ THÍCH: Mặc dù hệ số phản xạ có thể ảnh hưởng tới đặc tính nhưng hệ số này không được đưa vào các điều kiện môi trường cho thử nghiệm.

4.3  Điều kiện của bề mặt di chuyển

Phải sử dụng một bề mặt di chuyển cứng, bằng phẳng và nằm ngang có hệ số ma sát từ 0,6 đến 1,0 được đo phù hợp với ISO 7176-13).

4.4  Điều kiện làm việc

Phải đo tất cả các đặc tính trong các điều kiện làm việc bình thường. Khi các đặc tính được đo trong các điều kiện khác thì các điều kiện này phải được công bố trong báo cáo thử.

Đối với tất cả các phép thử, rô bốt phải được thử ở vận tốc định mức với tải trọng định mức trừ khi có quy định khác. Để điều khiển dẫn đường các sàn di động, phải cung cấp các trang bị bên ngoài như các mốc ranh giới theo các điều kiện của nhà sản xuất. Thông tin về các trang bị bên ngoài như các vị trí hiện trường và các kiểu mốc ranh giới phải được cung cấp trong báo cáo thử.

4.5  Quỹ đạo thử

Tất cả các quỹ đạo thử được tham số hóa đối với các kích thước của các sàn thử di động. Đơn vị chiều dài LU được xác định là giá trị lớn nhất của chiều rộng w và chiều dài l của sàn di động như đã chỉ ra trên Hình 1. Giá trị LU sử dụng cho thử nghiệm phải được công bố trong báo cáo thử.

Hình 1 - Các kích thước của sàn di động

Sàn dẫn thẳng, sàn dẫn hình chữ nhật và sàn dẫn phức hợp được sử dụng trong tiêu chuẩn này (xem các Hình 2, 3 và 4). Giá trị 5 LU được lựa chọn để tiêu chuẩn hóa quãng đường di chuyển cho các kích thước khác nhau của rô bốt khi đo các đặc tính của tư thế trong Điều 5. Theo cách khác, quãng đường di chuyển có thể do nhà sản xuất quy định khi xem xét các ứng dụng cụ thể. Sàn dẫn thẳng di chuyển từ tư thế (pose) xuất phát P₀ tới khi đạt được tư thế đích P₁- Quỹ đạo hình chữ nhật di chuyển từ tư thế xuất phát P₀ tới P₁, P₂, P₃ và cuối cùng là tư thế đích P₀. Quỹ đạo phức hợp di chuyển từ tư thế xuất phát P₀ tới khi đạt được tư thế đích P₂ qua P₁.

Hình 2 - Quỹ đạo thẳng

Hình 3 - Quỹ đạo hình chữ nhật

Hình 4 - Quỹ đạo phức hợp

5  Đặc tính của tư thế

5.1  Mục đích

Mục đích của phép thử này là xác định các đặc tính của tư thế bao gồm độ chính xác của tư thế và độ chính xác lặp lại của tư thế chỉ ra khả năng của rô bốt đạt tới tư thế điều khiển.

5.2  Đặc tính có liên quan

5.2.1  Độ chính xác của tư thế

Độ chính xác của tư thế được định nghĩa là sai lệch giữa một tư thế điều khiển và giá trị trung bình của các tư thế đạt được khi rô bốt tiếp cận tư thế điều khiển từ cùng một tư thế xuất phát sau n lần lặp lại.

Độ chính xác của tư thế được phân chia thành:

a) độ chính xác vị trí: chênh lệch giữa vị trí của một tư thế điều khiển và trọng tâm của các vị trí đạt được như đã chỉ ra trên Hình 5;

b) độ chính xác hướng: chênh lệch giữa hướng của một tư thế điều khiển và giá trị trung bình của hướng đạt được như đã chỉ ra trên Hình 6.

Độ chính xác vị trí A_p được tính toán theo công thức sau:

trong đó

x̄ , ȳ là các giá trị trung bình

x_c, y_c là các giá trị điều khiển

x_j, y_j là các giá trị của x và y của thử nghiệm j và j^th

n là số lượng các thử nghiệm

Độ chính xác định hướng A₀ được tính toán theo công thức sau:

trong đó

o_c là góc của tư thế điều khiển

o_j là góc của tư thế đạt được j, j^th

n là số lượng các thử nghiệm

trong đó giá trị tuyệt đối được tính lại theo phạm vi (- 180, +180)

Hình 5 - Độ chính xác vị trí

Hình 6 - Độ chính xác định hướng

5.2.2  Độ chính xác lặp lại của tư thế

Độ chính xác lặp lại của tư thế được định nghĩa là sự gần phù hợp nhất giữa các tư thế đạt được sau n lần đến thăm lặp lại đối với cùng một tư thế điều khiển từ cùng một tư thế xuất phát.

Độ chính xác lặp lại của tư thế được phân chia như sau:

a) Độ chính xác lặp lại của vị trí: Độ chính xác lặp lại của vị trí là bán kính của vòng tròn bao quanh  của các tư thế đạt được. Tâm của vòng tròn là trọng tâm của các tư thế đạt được. Độ chính xác lặp lại của vị trí được tính toán như dưới đây.

b) Độ chính xác lặp lại của định hướng: Độ chính xác lặp lại của định hướng là độ mở rộng của các góc 3S_o quanh các giá trị trung bình ō, trong đó S_o là sai lệch tiêu chuẩn.

Độ chính xác lặp lại của vị trí R_p được tính toán theo công thức sau:

trong đó

S_l là sai lệch tiêu chuẩn

l_j là khoảng cách giữa vị trí thứ j và trọng tâm

x̄, ȳ là các giá trị trung bình

x_j, y_j là các giá trị của x và y của thử nghiệm thứ j

n là số lượng các thử nghiệm

Độ chính xác lặp lại của định hướng R_o được tính toán theo công thức sau:

R_o = 3S_o

trong đó

S_o là sai lệch tiêu chuẩn

o_j là góc của tư thế đạt được thứ j

n là số lượng các thử nghiệm

5.3  Thiết bị thử

Thiết bị thử phải được trang bị một hệ thống đo thích hợp cho xác định vị trí và định hướng có độ chính xác đối với mục đích sử dụng rô bốt theo dự định, ví dụ một hệ thống camera 3D hoặc một hệ thống theo dõi bằng laser. Kiểu và độ chính xác của hệ thống đo phải được đưa vào báo cáo thử.

Đối với phép thử này cần sử dụng một quỹ đạo thẳng, một quỹ đạo hình chữ nhật và một quỹ đạo phức hợp.

5.3  Quy trình thử

Phép thử này gồm có sáu cấu hình thử của một quỹ đạo thẳng, một quỹ đạo hình chữ nhật và một quỹ đạo phức hợp cùng với tải trọng định mức và không có tải trọng. Mỗi thử nghiệm phải tuân theo quy trình dưới đây.

a) Sàn di động chịu tải trọng quy định được đặt ở vị trí xuất phát P_o của quỹ đạo tương ứng.

b) Sàn di động được điều khiển đi theo quỹ đạo một cách tự động với vận tốc định mức.

c) Khi sàn di động đạt tới vị trí đích, đo vị trí và định hướng bằng hệ thống đo bên ngoài.

Thử nghiệm được lặp lại 30 lần cho mỗi quỹ đạo và điều kiện tải trọng. Độ chính xác vị trí, độ chính xác định hướng, Độ chính xác của vị trí và độ chính xác của hướng được tính toán từ các dữ liệu thu thập được.

5.4  Kết quả thử

Các đặc tính của tư thế (nghĩa là độ chính xác vị trí, độ chính xác hướng, Độ chính xác lặp lại của vị trí và Độ chính xác lặp lại của định hướng) phải được công bố trong báo cáo thử. Báo cáo thử cũng phải bao gồm các điều kiện thử riêng, bao gồm cả các điều kiện về ma sát, vận tốc định mức và tải trọng định mức. Ví dụ về biểu mẫu báo cáo thử được cho trong Bảng 1.

Bảng 1 - Báo cáo thử

6  Phát hiện vật cản

6.1  Mục đích

Mục đích của phép thử này là xác định khả năng của các rô bốt di động phát hiện ra vật cản và đo khoảng cách tới các vật cản có dạng hình học khác và bằng vật liệu khác nhau. Các thông số này dựa trên các phạm vi cảm biến lớn nhất và nhỏ nhất do nhà sản xuất quy định. Rô bốt không cần thiết phải nhận biết loại vật cản.

6.2  Trang bị thử

Bề mặt thử phải đủ lớn để thích ứng với rô bốt và các vật cản có phạm vi lớn nhất đã quy định do nhà sản xuất công bố như đã chỉ ra trong Hình 7.

Hình 7 - Bố trí trang bị thử để phát hiện vật cản

Không nên có bất cứ sự cản trở nào giữa rô bốt và các vật cản. Tường của không gian thử không nên có bất cứ dấu hiệu nào để dẫn đường rô bốt.

Bảng 2 - Các loại vật cản

6.3  Qui trình thử

Phép thử này gồm có sáu cấu hình thử, bao gồm cả tường hình dạng tấm, tường kính, bàn gỗ, bàn thép, khối trụ lớn và khối trụ nhỏ như đã chỉ ra trong Bảng 2. Mỗi thử nghiệm phải tuân theo qui trình dưới đây:

a) Rô bốt được đặt ở tư thế xuất phát.

b) Sau khi vật cản được đặt ở phạm vi lớn nhất đã quy định do nhà sản xuất công bố, vị trí của vật cản được đo bởi rô bốt.

c) Sau khi vật cản được đặt ở phạm vi nhỏ nhất đã quy định, vị trí của vật cản được đo bởi rô bốt.

d) Lặp lại các bước b) và c) với vật cản được đặt trên một đường trong một góc 45° so với đường nhìn (ngắm) của rô bốt theo chiều ngược chiều kim đồng hồ. Mỗi lần đạt được bước d) góc được tăng thêm với các độ tăng 45° khi đạt tới vị trí xuất phát, qui trình được dừng lại. Sự định hướng của vật cản luôn luôn được sửa cho thích hợp sao cho cạnh lớn nhất của vật cản đối diện với rô bốt. Sự định vị tương đối của các vật cản có thể đạt được bằng sự di chuyển rô bốt thay cho di chuyển vật cản.

6.4  Kết quả thử

Đối với mỗi vật cản, việc rô bốt phát hiện hoặc không phát hiện ra vật cản ở phạm vi nhỏ nhất và lớn nhất tại các vị trí tương đối của rô bốt cần được công bố trong các kết quả thử. Đối với mỗi thử nghiệm, cần xác định độ chính xác của khoảng cách ở đó rô bốt phát hiện ra vật cản từ vị trí của đối tượng. Độ chính xác được biểu thị bằng giá trị phần trăm của khoảng cách từ vật cản tới rô bốt. Độ chính xác trung bình được tính toán là giá trị trung bình của độ chính xác mỗi thử nghiệm. Các điều kiện thử riêng bao gồm cả các kích thước và màu sắc của các vật cản phải được công bố trong báo cáo thử khi sử dụng Bảng 3, cho các loại vật cản quy định trong 6.3.

Bảng 3 - Báo cáo thử

7  Tránh vật cản:

7.1  Mục đích

Mục đích của phép thử này là xác định khả năng ngăn ngừa va chạm của một rô bốt với một vật cản tĩnh hoặc động bằng cách dừng lại hoặc bằng cách tránh né thích hợp. Trong trường hợp dừng lại rô bốt được mong muốn dừng lại trước khi xảy ra sự tiếp xúc vật lý giữa vật cản và bất cứ bộ phận nào của rô bốt. Trong trường hợp di chuyển tránh né, phải duy trì khoảng cách nhỏ nhất giữa vật cản và bất cứ bộ phận nào của rô bốt do nhà sản xuất đã quy định.

7.2  Trang bị thử

Các loại vật cản cho trong Bảng 2 được sử dụng trong phép thử này.

Rô bốt di động được đặt tại vị trí xuất phát cách vị trí đích một khoảng 9LU trên một sàn bằng phẳng như đã chỉ ra trên Hình 8. Các vật cản tĩnh và động trên Hình 8 có các trạng thái sau:

- trạng thái 1: vật cản được đặt tại P₁ giữa vị trí xuất phát và vị trí đích và ở trạng thái tĩnh;

- trạng thái 2: vật cản di chuyển tới vị trí P₂ cắt nhau với quỹ đạo của rô bốt di động tạo thành góc 90°;

- trạng thái 3: vật cản di chuyển tới vị trí P₃ cắt nhau với quỹ đạo của rô bốt di động tạo thành góc 45°;

- trạng thái 4: vật cản di chuyển tới vị trí P₁, chặn quỹ đạo trực tiếp từ vị trí xuất phát P₀ tới vị trí đích P_G.

Hình 8 - Bố trí trang bị thử và trạng thái của vật cản (hình chiếu bằng)

Vận tốc của vật cản phải được cài đặt tới 1,6m/s để phản ánh vận tốc đi bộ điển hình của con người. Di chuyển của vật cản phải đồng bộ với di chuyển của rô bốt di động sao cho vật cản và rô bốt đi tới vị trí P₁ tại cùng một thời điểm.

Phải sử dụng các vật thể (đối tượng) sau từ Bảng 2 làm vật cản trong trạng thái 1 của vật cản:

a) tường gỗ thông được đặt thẳng đứng với bề mặt lớn nhất đối diện về phía rô bốt;

b) bàn có cạnh dài hơn đối diện về phía rô bốt;

c) khối trụ lớn đặt nằm trên cạnh bên với cạnh bên đối diện về phía rô bốt;

d) khối trụ nhỏ đặt thẳng đứng.

Phải sử dụng các vật thể (đối tượng) sau từ Bảng 2 làm vật cản trong các trạng thái 2, 3 và 4 của vật cản:

a) khối trụ lớn, di chuyển 0,5m phía trên mặt sàn;

b) khối trụ nhỏ, di chuyển trên mặt sàn.

7.3  Quy trình thử

Phép thử gồm có mười cấu hình thử như đã mô tả trên. Mỗi thử nghiệm phải tuân theo qui trình sau.

a) Rô bốt di động được đặt ở vị trí P_o và một vật cản được đặt ở vị trí xuất phát của nó cho mỗi trạng thái 1, 2, 3 và 4 của vật cản.

b) Rô bốt di động được điều khiển để di chuyển một cách từ điều khiển tới vị trí đích P_G với vận tốc định mức và tải trọng tác dụng theo kịch bản đã cho do nhà sản xuất quy định, trong khi vật cản được điều khiển để di chuyển về phía vị trí xuất phát của nó theo trạng thái 2, 3 hoặc 4 của vật cản. Vị trí xuất phát của vật cản có thể được điều chỉnh dọc theo quỹ đạo thẳng sao cho rô bốt và vật cản đi tới vị trí P₁ cùng một lúc khi vật cản di chuyển với vận tốc 1,6m/s.

c) Khi rô bốt đạt tới vị trí vạch đích, cần ghi lại thời gian di chuyển.

Một thử nghiệm phải được xem là không đạt yêu cầu (thất bại) nếu rô bốt không đạt tới vị trí đích hoặc nếu rô bốt chạm vào vật cản trong quá trình di chuyển. Sự tránh vật cản được công bố là thành công đối với một cấu hình thử cụ thể sau ba thử nghiệm thành công liên tiếp tính từ lúc bắt đầu. Nếu có ít nhất là một thử nghiệm trong ba thử nghiệm đầu tiên không đạt yêu cầu thì phép thử này nên được công bố là thất bại. Thời gian di chuyển trung bình khi không có vật cản từ ba thử nghiệm thành công đầu tiên phải được lựa chọn làm thời gian di chuyển không có vật cản T₀. Thời gian di chuyển lớn nhất với một vật cản từ ba thử nghiệm thành công liên tiếp phải được lựa chọn là thời gian di chuyển với một vật cản T₁. Tính toán hệ số từ T₁/T₀.

7.4  Kết quả thử

Đối với mỗi cấu hình thử, việc tránh vật cản thành công hoặc thất bại phải được công bố trong báo cáo thử. Phải công bố trong báo cáo thử các điều kiện thử riêng, bao gồm cà các kích thước và màu sắc của vật cản cũng như thời gian di chuyển cùng với hệ số từ khi sử dụng Bảng 4.

Bảng 4 - Báo cáo thử

Phụ lục A

(Tham khảo)

Điều khiển dẫn đường bên ngoài nhà

A.1  Quy định chung

Phụ lục này dự định làm sáng tỏ các sử dụng tiêu chuẩn này để đánh giá đặc tính điều khiển dẫn đường của các rô bốt di động dùng ở bên ngoài nhà các phép thử dưới đây cũng có thể áp dụng được cho các môi trường trong nhà khi các điều kiện môi trường vận hành bình thường hoặc các điều kiện về bề mặt di chuyển có sai lệch so với các điều kiện đã công bố trong 4.2 và 4.3.

A.2  Lựa chọn bánh xe

Đặc tính điều khiển dẫn đường của các rô bốt di động được dự định sử dụng ở bên ngoài nhà phần lớn được xác định bởi sức cản lăn của các bánh xe. Trước khi thực hiện các phép thử như đã mô tả trong các Điều 5, 6 và 7, phải lựa chọn các bánh xe thích hợp nhất với các điều kiện ở bên ngoài nhà.

A.3  Điều kiện thử

A.3.1  Quy định chung

Tất cả các điều kiện như đã mô tả trong Điều 4 có thể áp dụng được cho thử nghiệm ở bên ngoài nhà ngoại trừ các điều sau.

A.3.2  Điều kiện môi trường

Thay vì 4.2, phép thử phải được thực hiện với cùng các điều kiện gắn liền với sử dụng bình thường ở bên ngoài nhà.

A.3.3  Điều kiện của bề mặt di chuyển

Thay vì 4.3, phép thử phải được thực hiện với cùng các điều kiện của bề mặt di chuyển gắn liền với sử dụng bình thường ở bên ngoài nhà.

A.4  Đặc tính của tư thế

Rô bốt di động được dự định sử dụng ở bên ngoài nhà phải được thử khi sử dụng cùng các phép thử như đã mô tả trong Điều 5.

Đối với thử nghiệm ở bên ngoài nhà, thiết bị GPS đã hiệu chỉnh có độ chính xác đo đủ để tạo ra dung sai đo chiều dài ± 0,5% cũng được xem là thích hợp cho thực hiện phép thử như đã mô tả trong Điều 5.

A.5  Phát hiện và tránh vật cản bên ngoài nhà

A.5.1  Quy định chung

Rô bốt di động được dự định sử dụng ở bên ngoài nhà phải được thử phát hiện và tránh vật cản khi sử dụng các phép thử tương tự như đã mô tả trong các Điều 6 và 7. Các sửa đổi như đã mô tả dưới đây dùng để đánh giá sự phát hiện và tránh vật cản của rô bốt di động trong môi trường bên ngoài nhà.

A.5.2  Loại vật cản

Để đánh giá sự phát hiện và tránh vật cản của rô bốt dịch vụ di động được dự định sử dụng ở bên ngoài nhà, phải sử dụng khối trụ nhỏ, khối trụ lớn và tường như đã cho trong Bảng 2.

Không được sử dụng bàn tấm kính quét vôi sút không màu như đã cho trong Bảng 2 để đánh giá sự phát hiện vật và tránh vật cản của các rô bốt dịch vụ di động được dự định sử dụng ở bên ngoài nhà.

A.5.3  Quy trình thử

Phải lặp lại quy trình thử như đã mô tả trong 6.3 và 7.3 trong tất cả các điều kiện môi trường và bề mặt di chuyển gắn liền với hoạt động bên ngoài nhà.

A.5.4  Kết quả thử

Phải soạn thảo các báo cáo thử như đã mô tả trong 6.4 và 7.4 cho tất cả các điều kiện môi trường và các điều kiện của bề mặt di chuyển gắn liền với hoạt động bên ngoài nhà.

Thư mục tài liệu tham khảo

[1] ISO 9283: 1998, Manipulating industrial robots - Performance criteria and related test methods (Tay máy rô bốt công nghiệp - Các đặc tính và phương pháp thử có liên quan).

[2] TCVN 13231 (ISO 13482), Rô bốt và các bộ phận cấu thành rô bốt - Yêu cầu an toàn cho các rô bốt chăm sóc cá nhân).

[3] ISO 13856-3, Safety of machinery - Pressure-sensitive protective devices - Part 3: General principles for design and testing of pressure-sensitive bumpers, plates, wires and similar devices. (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy áp - Phần 3: Nguyên tắc chung cho thiết kế và thử nghiệm các đệm giảm va, các tấm, dây và các cơ cấu tương tự nhạy áp lực).

[4] TCVN 13233-1:2020 (ISO 18646-1: 2016), Rô bốt học - Đặc tính và các phép thử có liên quan đến rô bốt dịch vụ - Phần 1: Di động của rô bốt bánh xe.

[5] IEC/TS 61496-4-3, Safety of machinery - Electro-sensitive protective equipment - Part 4-3: Particular requirements for equipment using vision based protective devices (VBPD)- Additional requirements when using stereo vision techniques (VBPDST); (An toàn máy - Thiết bị bảo vệ nhạy cảm điện - Phần 3-4 - Yêu cầu đặc biệt cho các thiết bị sử dụng các bộ phận bảo vệ dựa trên nhìn - Yêu cầu bổ sung khi sử dụng kỹ thuật nhìn hình nổi (stereo).

[6] ASTM F3244-17, Standard Test Method for Navigation: Defined Area (Phương pháp thử tiêu chuẩn cho điều khiển dẫn đường: Vùng được xác định rõ).